ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стратосферный озон из "Энергия " Выше говорилось о том, какое огромное значение имеют ничтожные количества озона, содержащегося в верхних слоях атмосферы. [c.305] Ведь сама жизнь на Земле в известных нам формах стала возможной благодаря интенсивному поглощению озоном солнечной энергии в ближней ультрафиолетовой области. Поэтому необходимо обязательно выяснить, способен ли какой-либо вид деятельности человека неблагоприятно отразиться на концентрации этого вещества. [c.305] Вероятность наличия крайне нежелательной взаимосвязи между выбросами двигателей сверхзвуковых самолетов н нарушением баланса стратосферного озона побудила министерство транспорта США к тому, чтобы разработать программу оценки воздействия на климат. Решение о разработке программы последовало за отказом конгресса финансировать из федерального бюджета проект создания сверхзвуковых пассажирских самолетов. [c.305] В ходе выполнения этой программы была получена довольно ценная информация отдельные факты оказались совершенно неожиданными. Самое главное состоит в том, что образование водяного пара при полетах сверхзвуковых лайнеров едва ли представляет собой серьезную проблему, однако в то же время доказано, что окислы азота могут нанести стратосфере гораздо более ощутимый вред, чем предполагалось ранее. [c.305] До того, как приступить к подробному анализу всех этих взаимодействий, рассмотрим условия естественного равновесия озона и прочих компонентов стратосферного воздуха. [c.305] Озон образуется в стратосфере при взаимодействии молекулярного кислорода О2 и атомарного кислорода О в присутствии третьего элемента (этот процесс обычно происходит на поверхности аэрозольной частицы). Атомарный кислород — продукт фотолитиче-ской диссоциации молекул кислорода. Если кислород поглощает излучение Солнца главным образом в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, то основная часть излучения, поглощаемого озоном, находится почти целиком в ближней ультрафиолетовой области. [c.305] Озон чрезвычайно активен в химическом отношении, поэтому его концентрация в плотной атмосфере, у поверхности Земли, составляет менее 1 млн . Местные концентрации, вызванные густым смогом, иногда превышают этот показатель на 2—3 порядка. [c.305] Реакции (12.124) и (12.25), как правило, не играют особой роли в разрушении озона, поскольку окислов азота в атмосфере обычно не так уж и много. Существуют, однако, два направления деятельности человека, которые в значительной степени способствуют увеличению концентрации стратосферных окислов азота — испытания ядерного оружия и полеты сверхзвуковых самолетов. [c.306] При термоядерном взрыве развиваются колоссальные температуры, приводящие к диссоциации молекул атмосферного кислорода и азота. Происходит образование самых различных соединений азота, и по мере того, как восстанавливается равновесие в средних слоях стратосферы, накапливается большое количество окислов азота. Каждая молекула окислов азота может разрушить тысячи молекул озона, прежде чем она сама будет разрушена или покинет зону взрыва. [c.306] Есть основания полагать, что проведение ядерных испытаний действительно послужило причиной уменьшения массы озона. В 1961 и 1962 гг. интенсивно испытывалось ядерное оружие вплоть до того дня, когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере Концентрация озона упала до минимума в 1963 г., как если бы это было вызвано 11-летним циклом солнечной активности. Расчеты на моделях, в основу которых были положены процессы образования радиоактивного углерода С в ходе испытаний ядерного оружия (предполагалось, что количество образующихся окислов азота пропорционально количеству образующегося С), показали, что концентрация озона уменьшилась на 3—6 %. [c.306] В настоящее время концентрация озона, по-видимому, снова стала близкой к норме, хотя наблюдаются многочисленные колебания, имеющие разную продолжительность они затрудняют точное определение этого параметра. Результаты проведения ядерных испытаний показали, что боевые действия с применением ядерного оружия привели бы к чрезвычайно сильному уменьшению массы озона, если бы ядерные взрывы производились в верхних слоях стратосферы с целью уничтожения искусственных спутников Земли либо для того, чтобы нарушить устойчивую дальнюю радиосвязь путем возмущения ионизированных слоев ионосферы. [c.306] Другие группы исследователей, изучавших проблему взаимодействия между озоном и окислами азота, пришли к единому мнению, что, если концентрация окислов азота в стратосфере возрастет на 50 %, концентрация озона может уменьшиться на 7—12 %. Одна группа, разработавшая более сложную трехмерную модель, считает, что выход на трассы 500 сверхзвуковых лайнеров в северном полушарии привел бы не только к уменьшению концентрации озона на 16 %, но и к ее снижению на 8 % в южном полушарии. [c.307] Обратимся еще к одному источнику опасности для стратосферного озона фторированным углеводородам их называют также гало-генпроизводными метана. Они служат наполнителями аэрозольных баллонов . Содержание этих веществ в атмосфере очень трудно контролировать ввиду повсеместного распространения и использования аэрозольных упа-ковок-распылителей. [c.307] В ряде пунктов на трассе между Лос-Анджелесом и Антарктидой была зарегистрирована средняя концентрация фреонов в атмосфере, равная 61 трлн- . В различных других пунктах северного и южного полушарий этот показатель составлял 50—150 трлн . Правда, до сих пор столь высокие концентрации были отмечены только в тропосфере, однако это всего лишь вопрос времени не исключено, что через несколько лет галогенпроизводные метана в. результате диффузий достигнут такой высоты, на которой будут подвергаться воздействию коротковолновой ультрафиолетовой радиации. [c.307] Условно предполагалось, что в моделях и f исходный темп роста мирового производства фреонов сохранится в течение неопределенно долгого времени, а в моделях В, С, производство фреонов внезапно прекратится после 1978, 1985 и 1987 гг. соответственно. [c.307] По предварительным расчетам любое уменьшение концентрации озона приведет к соответствующему росту вероятности заболевания раком кожи. Например, если содержание озона в атмосфере уменьшится на 5 % (что будет соответствовать увеличению на 10% интенсивности потока ультрафиолетовой радиации), количество лиц, заболевших раком кожи, возрастет на 20—60 тыс. С увеличением интенсивности потока ультрафиолетовых лучей ускорится также процесс старения кожных покровов. [c.308] Уменьшение концентрации озона может привести ко многим другим последствиям, масштабы и характер которых гораздо труднее предугадать. Сильно пострадает морской фитопланктон — один из главных поставщиков кислорода в атмосферу. У некоторых растений, особенно у овощных культур, под действием повышенной ультрафиолетовой радиации замедляется рост. Чересчур продолжительное ультрафиолетовое облучение способствует появлению мутантов. Насекомые видят ультрафиолетовый свет в результате изменения всего солнечного спектра глаз насекомого не сможет безошибочно определять плоскость поляризации рассеянного небесного света, окраску цветов, признаки полового диморфизма, хотя роль, которую в этом играют органы зрения, еще не до конца выяснена. [c.308] Можно прийти к выводу, что существование стратосферного озона поставлено в настоящее время под вопрос. Какие принимаются меры для того, чтобы эту угрозу предотвратить Заключен Договор о запрещении испытаний ядерного оружия, однако не все государства подписали его из числа не подписавших две страны — КНР и Франция продолжают взрывать ядерное оружие в атмосфере. [c.308] Уровень мирового производства фторированных углеводородов в 1979 г. стал таким, каким он был до 1973 г., главным образом потому, что теперь в США запрещено наполнять ими аэрозольные баллоны-распылители. В других странах производство их, однако, по-прежнему растет местные изготовители фтор-углеводородов утверждают, что нет надежных доказательств отрицательного воздействия их продукции на окружающую среду. [c.308] Вряд ли стоит продолжать дискуссии на эту тему — правильнее было бы сосредоточить основные усилия на поисках других веществ, грозящих ухудшить состояние стратосферы. [c.308] Вернуться к основной статье